《海洋工程設計基礎》是1989年2月1日海洋出版社出版的圖書，作者是嚴似松、戚心源。
基本介紹
- 書名：海洋工程設計基礎
- 作者：嚴似松、戚心源
- ISBN：7-5027-0099-4
- 頁數：346
- 出版社：海洋出版社
- 出版時間：1989-02-01
- 裝幀：平裝
- 版次：B1
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書共有十三章，分別闡述了海洋工程的設計與海況，工程規範的海況與設計外力，氣象與海況的統計和估算，海浪的統計特性，海浪譜，海浪的變形，環境條件的工程估算，浮動式海洋工程在波浪中運動的估算，確定半潛浮動式海洋平台形狀的基礎設計程式，半潛式平台波浪中結構回響的分析系統，海洋工程水池試驗中的造波問題，試驗水池概述和張力腿平台的發展研究概況。對海洋工程設計中所涉及的環境因素，外力載荷和運動，結構分析等基礎知識以及試驗水池的知識等作了較為全面的介紹。
圖書目錄
第1章海洋工程的設計與海況..................................................................（1）
1.1 怎樣考慮海況與氣象....................................................................（1）
1.1.1 設計波法與設計譜法.................................................................................（1）
1.1.2 統計線性回響法.....................................................................................（4）
1.1.3 如何考慮風與潮流....................................................................................（5）
1.2 海況估算法.......................................................................................（6）
1.2.1 必要的海況與氣象統計資料........................................................................（6）
1.2.2 估算海況的流程圖.................................................................................... （7）
1.2.3 算方法的說明....................................................................................（8）
1.3 對海洋工程的海況和氣象設計條件的調研..........................................（15）
1.4 確定海況與氣象設計條件的具體實例...................................................（15）
1.4.1 自升式鑽探平台.....................................................................................（16）
1.4.2 半潛式石油鑽探平台的設計條件..................................................................（18）
1.4.3 海洋石油存儲基地.................................................................................... （18）
第2章海洋工程規範的海況與設計外力..................................................... （21）
2.1 再論設計波.................................................................................. （21）
2.2 確定設計波..................................................................................... （23）
2.3 鋼船建造規範中的海況與設計外力...................................................... （24）
2.3.1 縱向強度規範..............................................................................................（24）
2.3.2 船底外板規範..........................................................................................（27）
2.4 海洋工程規範中的海況與設計外力..........................................................（32）
附錄2.1 估算異常海況...........................................................................（35）
第3章氣象與海況的統計和估算.............................................................. （37）
3.1 氣象與海況的統計.......................................................................... （37）
3.1.1 觀測方法..............................................................................................（37）
3.1.2 觀測資料...............................................................................................（42）
3.2 波浪估算法.....................................................................................（45）
3.2.1 海風估算法.............................................................................................（46）
3.2.2 風浪估算法............................................................................................. （48）
3.3 估算波浪的實例.............................................................................（56）
3.3.1 估算實例1 ..............................................................................................（56）
3.3.2 估算實例2.............................................................................................. （60）
3.3.3 估算實例3 ............................................................................................. （61）
第4章海浪的統計特性............................................................................（64）
4.0 符號表........................................................................................... （64）
4.1 海浪的時間系列與空間波形............................................................（65）
4.2 波高與波浪周期的定義.................................................................（66）
4.3短期波浪統計——極大值、波高的統計值..........................................（66）
4.3.1 極大值ξ的統計量.................................................................................（66）
4.3.2 波高（H）的機率分布...........................................................................（71）
4.3.3 平均波高、有效波高、1/n最大波高...........................................................（71）
4.3.4 最大波高（Hmax）的數學期望值與方差......................................................（72）
4.3.5波高的“連”與波浪狀態的持續時間.........................................................（73）
4.4 波浪周期的統計值........................................................................（74）
4.4.1 平均值...............................................................................................（74）
4.4.2 周期的機率分布....................................................................................（75）
4.5 波高與波浪周期聯合的統計值.......................................................（75）
4.5.1 波高與波浪周期的聯合機率....................................................................（75）
4.5.2 邊際分布............................................................................................（76）
4.5.3 雙峰譜................................................................................................（78）
4.6 分布形狀參數..............................................................................（78）
4.6.1 譜與譜矩的定義.................................................................................（78）
4.6.2 譜寬度係數......................................................................................... （79）
4.6.3 表示機率密度分布函式形狀的參數............................................................（80）
4.7 波浪長期統計特性.......................................................................（80）
4.7.1 設計波高與設計周期的聯合頻度分布.........................................................（80）
4.7.2 不同海區的波浪統計..............................................................................（82）
4.7.3 波向資料.........................................................................................（82）
4.7.4 風速與波高和周期的關係........................................................................（82）
4.8 異常海況...................................................................................（83）
4.9 除海浪外的其他不規則水位變化.....................................................（85）
4.9.1 異常潮位............................................................................................（85）
4.9.2 長周期波.............................................................................................（86）
4.9.3 內波...................................................................................................（86）
第5章海浪譜....................................................................................（87）
5.1 海洋風浪譜.................................................................................（87）
5.1.1Neumann譜..........................................................................................（87）
5.1.2Pierson-Moskowitz譜..........................................................................（88）
5.1.3 越智-Hubble 6參數譜...........................................................................（91）
5.2 有限風程風浪譜..........................................................................（93）
5.2.1Darbyshire譜.......................................................................................（93）
5.2.2Bretschneider譜....................................................................................（94）
5.2.3 光易譜................................................................................................（95）
5.2.4 JONSWAP譜.......................................................................................（97）
5.3 方向譜.......................................................................................（97）
5.4 ISSC譜.......................................................................................（101）
5.5 ITTC譜....................................................................................（103）
5.6 淺海區風浪譜..............................................................................（105）
5.6.1 井島-松尾譜..........................................................................................（105）
5.6.2 郭-掘川潛............................................................................................（106）
5.6.3 郭氏譜..............................................................................................（108）
5.7 實測例......................................................................................（109）
第6章海浪的變形..............................................................................（113）
6.1 概述......................................................................................... （113）
6.2 海浪的折射.................................................................................（113）
6.2.1 規則波的折射....................................................................................... （113）
6.2.2 不規則波的折射...................................................................................（114）
6.3 海浪的衍射................................................................................（118）
6.3.1 規則波的衍射.......................................................................................... （118）
6.3.2 不規則波的衍射....................................................................................（118）
6.4 流引起的波浪變形........................................................................（123）
6.4.1 流和波的疊加....................................................................................... （123）
6.4.2 流的折射............................................................................................（124）
6.4.3 流中的風浪.........................................................................................（125）
6.5 海浪的淺水變形和碎浪.................................................................（129）
6.5.1 規則波的淺水變形與碎浪........................................................................ （130）
6.5.2 不規則波的淺水變形..............................................................................（133）
6.6 結語.........................................................................................（140）
第7章環境條件的工程估算.................................................................（141）
7.1 風 .............................................................................................（141）
7.1.1 陣風係數.............................................................................................（141）
7.1.2 垂向分布.............................................................................................（141）
7.1.3 風力...................................................................................................（142）
7.2 波浪的影響.................................................................................（149）
7.2.1 淺水效應............................................................................................（149）
7.2.2 浮動和潛水物體的影響...........................................................................（151）
7.2.3 流的影響............................................................................................（152）
7.2.4 波浪理論.............................................................................................（153）
7.2.5 波能.................................................................................................（156）
7.2.6 樁柱結構.............................................................................................（157）
7.3 流的影響....................................................................................（168）
7.3.1 流的估算準則.......................................................................................（168）
7.3.2 流的作用力..........................................................................................（169）
7.4 凍的影響....................................................................................（173）
7.5 地震的影響.............................................................................（174）
第8章浮動式海洋建築物在波浪中運動的估算.......................................（177）
8.1 概述.................................................................................... （177）
8.2 浮體在波浪中運動的估算...............................................................（177）
8.2.1 運動方程............................................................................................. （178）
8.2.2 浮體構件的流體動力.............................................................................. （179）
8.2.3 整個浮體的流體動力............................................................................. （184）
8.2.4 系泊力與復原力....................................................................................（184）
8.2.5 定常外力........................................................................................... （188）
8.2.6 不規則波中浮體運動的估算..................................................................... （190）
8.3 浮體在波浪中運動估算方面的理論計算與實驗....................................（191）
8.3.1 自由浮體在波浪中的運動......................................................................... （192）
8.3.2 系泊浮體在波浪中的運動........................................................................ （194）
8.3.3 浮體在淺海波浪中運動的理論.................................................................. （197）
8.3.4 浮體在波浪中運動的計算系統程式...........................................................（198）
8.3.5 實體試驗.......................................................................................... （198）
8.3.6 今後的課題......................................................................................... （199）
第9章確定半潛式平台形狀的基礎設計程式..............................................（201）
9.1 概述........................................................................................... （201）
9.2 運動性能與形狀設計...................................................................... （201）
9.2.1 設計搖盪小的平台形狀........................................................................... （201）
9.2.2 搖盪小的平台形狀（主尺度）的確定（第二次近似值）....................................（204）
9.2.3 程式的組成.......................................................................................... （205）
9.3 流體動力的計算........................................................................（207）
9.3.1 三維奇點分布法.................................................................................... （207）
9.3.2 三維有限元法...................................................................................... （207）
9.4 綜合設計法.....................................................................（208）
9.5 程式適用實例........................................................................ （209）
9.6 結論............................................................................. （209）
第10章半潛式平台波浪中結構回響的分析系統.........................................（212）
10.1 概述..................................................................... （212）
10.2 電算系統.................................................................... （212）
10.2.1 數據傳送，靜載荷結構分析.................................................................... （213）
10.2.2 波浪中的運動，波浪外力的分析................................................................ （214）
10.2.3 波浪載荷下立體骨架的分析.................................................................. （214）
10.2.4 回響函式，統計處理方法........................................................................ （214）
10.3 電算系統的計算示例.................................................................. （215）
10.3.1 與模型試驗的比較................................................................................. （215）
10.3.2 大型模型的計算示例............................................................................. （215）
10.4 結論..................................................................................... （220）
第11章海洋工程水池試驗中的造波問題....................................................（221）
11.1 概述......................................................................................... （221）
11.2 海洋工程水池中波浪試驗的目的與分類.............................................（221）
11.2.1 頻率回響試驗...................................................................................... （221）
11.2.2 大浪中安全性的驗證試驗...........................................................（222）
11.2.3 海區地形的模擬試驗................................................................. （223）
11.2.4 潮流、風與波浪並存的試驗...............................................................（223）
11.3 水池波浪試驗的相似定律與模型...................................................（223）
11.3.1 動力相似定律.................................................................................（223）
11.3.2Froude相似定律和模型........................................................................ （226）
11.3.3“變態”模型...................................................................................... （228）
11.3.4 二維模型與構件模型......................................................................... （229）
11.3.5 模型尺度比與波浪............................................................................... （229）
11.4 水池造波與造波機....................................................................（230）
11.4.1 水池造波原理...................................................................................... （230）
11.4.2 水深的影響........................................................................................ （234）
11.4.3 驅動裝置的特性.............................................................................. （235）
11.5 設計波和水池規則波.................................................................（236）
11.5.1 設計波.............................................................................................. （236）
11.5.2 水池規測波........................................................................................ （237）
11.6 設計譜與水池不規則波............................................................... （241）
11.6.1 設計譜................................................................................................ （241）
11.6.2 水池不規則波製造方法.......................................................................... （249）
11.7 水池中不則規波的特性............................................................. （254）
11.7.1 水池中不規則波的統計特性................................................................... （254）
11.7.2 水池中的不規則波譜............................................................................. （256）
11.7.3 和線性不規則波的差異..................................................................... （256）
11.8 極限波與集中過渡波.................................................................. （259）
11.8.1 異常極大波與極限波............................................................................. （259）
11.8.2 集中過渡波....................................................................................... （259）
11.9 二維譜波與水池短峰不規則波...................................................... （262）
11.9.1 二維譜............................................................................................... （262）
11.9.2 水池短峰不規則波............................................................................... （262）
11.10 結論.......................................................................................（265）
第12章海洋工程試驗水池概述..............................................................（268）
12.1 概論......................................................................................（268）
12.2 日本船舶技術研究所海洋工程試驗水池.........................................（268）
12.2.1 概況介紹............................................................................................ （268）
12.2.2 海洋工程試驗水池的主要設備與其特點...................................................... （278）
12.2.3 水池的設備概況與特點........................................................................... （279）
12.2.4 海洋工程試驗水池有代表性的試驗實例.................................................... （280）
12.2.5 海洋工程試驗水池正在進行的模型試驗...................................................... （281）
12.3 挪威海洋工程水動力學技術研究所海洋工程試驗水池........................ （281）
12.3.1 概況介紹............................................................................................ （281）
12.3.2 水池設備的結構與布置...........................................................................（283）
12.3.3 可調整的鋼池底.................................................................................... （283）
12.3.4 流的裝置..........................................................................................（287）
12.3.5 水的過濾與循環裝置............................................................................（287）
12.3.6 水平面的控制...................................................................................（287）
12.3.7 造長峰波的液壓1號造波機...................................................................（288）
12.3.8 造短峰波的多單元造波機——2號造波機...................................................（289）
12.3.9 控制室...............................................................................................（291）
12.3.10 清除油污試驗的輔助設備.....................................................................（291）
12.3.11 聯鎖裝置系統.................................................................................... （292）
第13章張力腿平台的發展研究概況............................................................（293）
13.1 概述.........................................................................................（293）
13.2 近三十年的研究概況.....................................................................（293）
13.2.11954—1966年系基本原理研究階段............................................................（293）
13.2.21967—1975年為TLP研究的第二階段..........................................................（294）
13.2.31975年至今為第三階段..........................................................................（294）
13.3TLP的船型與系泊方式簡介.........................................................（294）
13.3.1TLP的主要組成部分............................................................................（294）
13.3.2TLP的系泊方式...................................................................................（295）
13.4TLP在波浪中運動的數學模型與固有周期........................................（295）
13.5 風、潮流對TLP性能的影響............................................................ （296）
13.6TLP的非線性運動特性.................................................................（297）
13.7 單腿斷裂時的安全性.....................................................................（298）
13.8.TLP的設計準則.......................................................................... （299）
附錄................................................................................................（301）
參考文獻.............................................................................................（305）
